(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状部材の内周または外周に複数の極が形成されたステータコア、および前記ステータコアの極に巻き付けたステータ巻線を具備するレゾルバステータ、並びに前記ステータコアの極に対向して配置されたレゾルバロータを有し、前記レゾルバロータと前記レゾルバステータとの間のリラクタンスが前記レゾルバロータの位置により変化するレゾルバと、
前記ステータコアが固定される被固定部材と、
前記レゾルバロータが固定される第２被固定部材と、
前記被固定部材に軸方向に押圧された状態で固定された内輪と、前記第２被固定部材に軸方向に押圧された状態で固定された外輪と、前記内輪と前記外輪との間で転動可能に設けられた転動体とを有する軸受とを備えるレゾルバ装置であって、
前記被固定部材および前記第２被固定部材は、それぞれ、前記ステータコアおよび前記レゾルバロータと同一またはこれに近い熱膨張率の材質で構成されていることを特徴とするレゾルバ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ステータコアおよび前記レゾルバロータは、珪素鋼で構成され、前記被固定部材および前記第２被固定部材は、鉄またはステンレスで構成されていることを特徴とするレゾルバ装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記ステータコアおよび前記レゾルバロータは、珪素鋼で構成され、前記被固定部材および前記第２被固定部材の線膨張係数が１０．０×１０−６［／℃］〜１７．５×１０−６［／℃］であることを特徴とするレゾルバ装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記ステータコアがステータ間座を介して微小な間隔をもって前記ステータの内壁体の外周に設けられたことを特徴とするレゾルバ装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項のレゾルバ装置を有することを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバを備える装置に係り、特に、温度変化による精度の低下を防止するのに好適なレゾルバ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レゾルバを用いた技術としては、例えば、特許文献１記載の回転駆動装置が知られている。
図７は、従来の回転駆動装置４００の軸方向の断面図である。
回転駆動装置４００は、図７に示すように、固定子であるハウジングインナ４２０と、回転子であるロータ１２と、ロータ１２とハウジングインナ４２０の間に介在してロータ１２を回転可能に支持するクロスローラ軸受１４とを有して構成されている。
【０００３】
クロスローラ軸受１４は、内輪１４ａおよび外輪１４ｂを有して構成されている。内輪１４ａは、ハウジングインナ４２０の外周面に嵌合し、内輪押え２６により軸方向に押圧された状態でハウジングインナ４２０に固定されている。外輪１４ｂは、ロータ１２の内周面に嵌合し、外輪押え２８により軸方向に押圧された状態でロータ１２に固定されている。
【０００４】
ロータ１２、ハウジングインナ４２０、内輪押え２６および外輪押え２８は、軽量化を図るためにアルミで構成されている。
ロータ１２とハウジングインナ４２０の間には、ロータ１２に回転トルクを付与するモータ部１６と、ロータ１２の回転角度位置を検出するレゾルバ３０とが設けられている。
レゾルバ３０は、環状の成層鉄心からなるレゾルバロータ１８と、環状の成層鉄心（珪素鋼板）からなるレゾルバステータ２０とを有して構成されている。レゾルバステータ２０は、珪素鋼板を積層してなる環状部材の外周に等間隔で複数のステータポール２０ｐが形成されたステータコア２０ｃと、各ステータポール２０ｐに巻き付けたステータ巻線２０ｌとを有する。レゾルバロータ１８は、クロスローラ軸受１４の軸心に対して偏心させた内周を有し、ステータポール２０ｐと所定間隔をもって対向して配置されている。そして、レゾルバロータ１８は外輪押え２８の内周面に、レゾルバステータ２０は内輪押え２６の外周面にそれぞれ一体に取り付けられている。
【特許文献１】特開２００６−２１１８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の回転駆動装置４００にあっては、レゾルバロータ１８が珪素鋼板で構成されているのに対し、レゾルバロータ１８を固定する外輪押え２８がアルミで構成されているため、モータ駆動時における軸受まわりの温度変化により、レゾルバロータ１８よりも熱膨張率が高い外輪押え２８の方が膨張し、外輪押え２８によりレゾルバロータ１８が径方向内側に押圧される。
【０００６】
同様に、ステータコア２０ｃが珪素鋼板で構成されているのに対し、ステータコア２０ｃを固定する内輪押え２６がアルミで構成されているため、モータ駆動時における軸受まわりの温度変化により、ステータコア２０ｃよりも熱膨張率が高い内輪押え２６の方が膨張し、内輪押え２６によりステータコア２０ｃが径方向外側に押圧される。
その結果、レゾルバロータ１８とレゾルバステータ２０との間でギャップ変化が生じ、レゾルバ３０の精度が低下するという問題があった。
【０００７】
図８は、レゾルバ３０の位置検出誤差を示すグラフである。
レゾルバ３０が３相の場合、最も精度のよいレゾルバ信号は、下式（１）により表される。
Ａ＝（Ａdc＋Ａac・sinθ）・Ｅsinωｔ
Ｂ＝（Ｂdc＋Ｂac・sin（θ＋120°））・Ｅsinωｔ
Ｃ＝（Ｃdc＋Ｃac・sin（θ＋240°））・Ｅsinωｔ    …（１）
上式（１）において、Ａdc、Ｂdc、Ｃdcは各相の直流成分、Ａac、Ｂac、Ｃacは各相の交流成分の最大振幅、Ｅsinωｔは励磁信号成分を示す。
【０００８】
常温時では、レゾルバ３０のギャップが適切に調整されているので、図８（ａ）に示すように、誤差が小さい。これに対し、昇温時では、レゾルバロータ１８が押圧されてギャップ変化が生じると、常温時の交流成分Ａac、Ｂac、Ｃacと昇温時の交流成分Ａac、Ｂac、Ｃacとが不一致となる。
また、補正データに基づいて誤差を補正するシステムでは、補正精度は、３相のレゾルバ信号から変換された２相のレゾルバ信号（sin信号、cos信号）の振幅値によって影響を受けるため、交流成分Ａac、Ｂac、Ｃacの変化は、補正の誤差となって演算されてしまうので、図８（ｂ）に示すように、誤差が大きくなる。
【０００９】
一方、昇温時では、ステータコア２０ｃが押圧されてギャップ変化が生じると、ステータポール２０ｐにも変形が生じ、レゾルバ信号Ａ〜Ｃにアンバランスが生じる。すなわち、直流成分Ａdc≠Ｂdc≠Ｃdcとなるので、図８（ｃ）に示すように、誤差が大きくなる。
【００１０】
また、補正データに基づいて誤差を補正するシステムでは、補正精度は、直流成分Ａdc、Ｂdc、Ｃdcの割合によって影響を受けるため、直流成分Ａdc、Ｂdc、Ｃdcのばらつきは、補正の誤差となって演算されてしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、温度変化による精度の低下を防止するのに好適なレゾルバ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
〔発明１〕  上記目的を達成するために、発明１のレゾルバ装置は、環状部材の内周または外周に複数の極が形成されたステータコア、および前記ステータコアの極に巻き付けたステータ巻線を具備するレゾルバステータ、並びに前記ステータコアの極に対向して配置されたレゾルバロータを有し、前記レゾルバロータと前記レゾルバステータとの間のリラクタンスが前記レゾルバロータの位置により変化するレゾルバと、前記ステータコアが固定される被固定部材と、前記レゾルバロータが固定される第２被固定部材と前記被固定部材に軸方向に押圧された状態で固定された内輪と、前記第２被固定部材に軸方向に押圧された状態で固定された外輪と、前記内輪と前記外輪との間で転動可能に設けられた転動体とを有する軸受とを備えるレゾルバ装置であって、前記被固定部材および前記第２被固定部材は、それぞれ、前記ステータコアおよび前記レゾルバロータと同一またはこれに近い熱膨張率の材質で構成されている。
【００１３】
このような構成であれば、軸受まわりの温度が上昇すると、ステータコアおよび被固定部材が膨張するが、ステータコアの熱膨張率と被固定部材の熱膨張率とが同一または同程度であるので、軸受まわりの温度が上昇しても、被固定部材によりステータコアが押圧される度合いが小さい。したがって、レゾルバのギャップ変化が小さくなる。
ここで、ステータコアと同一またはこれに近い熱膨張率としては、例えば、ステータコアの熱膨張率に対する被固定部材の熱膨張率の比率が７７［％］〜１３５［％］であることが含まれる。
また、前記第２被固定部材が、前記レゾルバロータと同一またはこれに近い熱膨張率の材質で構成されているので、軸受まわりの温度が上昇すると、レゾルバロータおよび第２被固定部材が膨張する。しかし、レゾルバロータの熱膨張率と第２被固定部材の熱膨張率とが同一または同程度であるので、第２被固定部材によりレゾルバロータが押圧される度合いが小さい。したがって、レゾルバのギャップ変化がさらに小さくなる。
ここで、レゾルバロータと同一またはこれに近い熱膨張率としては、例えば、レゾルバロータの熱膨張率に対する第２被固定部材の熱膨張率の比率が７７［％］〜１３５［％］であることが含まれる。
【００１４】
〔発明２〕  さらに、発明２のレゾルバ装置は、発明１のレゾルバ装置において、前記ステータコアは、珪素鋼で構成され、前記被固定部材は、鉄またはステンレスで構成されている。
このような構成であれば、ステータコアの熱膨張率と被固定部材の熱膨張率とが同程度であるので、軸受まわりの温度が上昇しても、被固定部材によりステータコアが押圧される度合いが小さい。
また、前記レゾルバロータも、珪素鋼で構成され、前記第２被固定部材も、鉄またはステンレスで構成されている。
このような構成であれば、レゾルバロータの熱膨張率と第２被固定部材の熱膨張率とが同程度であるので、軸受まわりの温度が上昇しても、第２被固定部材によりレゾルバロータが押圧される度合いが小さい。
【００１５】
〔発明３〕  さらに、発明３のレゾルバ装置は、発明１のレゾルバ装置において、前記ステータコアは、珪素鋼で構成され、前記被固定部材の線膨張係数が１０．０×１０−６［／℃］〜１７．５×１０−６［／℃］である。
このような構成であれば、ステータコアの熱膨張率と被固定部材の熱膨張率とが同一または同程度であるので、軸受まわりの温度が上昇しても、被固定部材によりステータコアが押圧される度合いが小さい。
また、前記レゾルバロータも、珪素鋼で構成され、前記第２被固定部材の線膨張係数も１０．０×１０−６［／℃］〜１７．５×１０−６［／℃］である。
このような構成であれば、レゾルバロータの熱膨張率と第２被固定部材の熱膨張率とが同一または同程度であるので、軸受まわりの温度が上昇しても、第２被固定部材によりレゾルバロータが押圧される度合いが小さい。
【００２０】
〔発明４〕  さらに、発明４のレゾルバ装置は、発明１のレゾルバ装置において、前記ステータコアがステータ間座を介して微小な間隔をもって前記ステータの内壁体の外周に設けられている。
【００２２】
〔発明５〕  さらに、発明５のモータは、発明１ないし発明４のいずれか１のレゾルバ装置を有する。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、発明１のレゾルバ装置によれば、軸受まわりの温度が上昇しても、被固定部材によりステータコアが押圧される度合いが小さく、第２被固定部材によりレゾルバロータが押圧される度合いも小さいので、従来に比して、レゾルバのギャップ変化を小さくすることができ、温度変化による精度の低下を抑制することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１および図２は、本発明に係るレゾルバ装置の第１の実施の形態を示す図である。
まず、本実施の形態に係るレゾルバ装置１００の構成を説明する。
図１は、レゾルバ装置１００の軸方向の断面図である。
【００２６】
レゾルバ装置１００は、図１に示すように、固定子であるステータ２２と、回転子であるロータ１２と、ロータ１２とステータ２２の間に介在してロータ１２を回転可能に支持するクロスローラ軸受１４と、ロータ１２の回転角度位置を検出する単極レゾルバ３０ａおよび多極レゾルバ３０ｉとを有して構成されている。ここで、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびクロスローラ軸受１４は、径方向内側からその順序で径方向の同一平面上に配置されている。
【００２７】
ステータ２２には、軸方向上方（図１の上方向）に突出した円環状の内壁体２２ａが形成され、内壁体２２ａよりも径方向外側には、軸方向上方に突出した円環状の外壁体２２ｂが形成されている。一方、ロータ１２には、軸方向下方（図１の下方向）に突出した円環状の内壁体１２ａが形成され、内壁体１２ａよりも径方向外側には、軸方向下方に突出した円環状の外壁体１２ｂが形成されている。そして、ステータ２２およびロータ１２は、ステータ２２の内壁体２２ａがロータ１２の内壁体１２ａと外壁体１２ｂの間に、ロータ１２の外壁体１２ｂがステータ２２の内壁体２２ａと外壁体２２ｂの間に位置するように互いに跨って配置されている。
【００２８】
クロスローラ軸受１４は、内輪１４ａと、外輪１４ｂと、内輪１４ａおよび外輪１４ｂの間で転動可能に設けられた複数のクロスローラ（ころ）１４ｃとを有して構成されている。クロスローラ１４ｃは、直径が長さよりわずかに大きな略円筒状で、軌道上偶数番目の回転軸と、軌道上奇数番目の回転軸が互いに９０°傾斜している。
内輪１４ａは、ステータ２２の内壁体２２ａに軸方向に押圧された状態で固定されている。具体的には、ステータ２２の内壁体２２ａの上端を内輪１４ａの下面に当接させ、内輪押え２６の押圧部２６ｂを内輪１４ａの上面に接触させ、内輪押え２６をボルト２６ａでステータ２２の内壁体２２ａに締結することにより固定される。
【００２９】
外輪１４ｂは、ロータ１２の外壁体１２ｂに軸方向に押圧された状態で固定されている。具体的には、ロータ１２の外壁体１２ｂの下端を外輪１４ｂの上面に当接させ、外輪押え２８の押圧部２８ｂを外輪１４ｂの下面に接触させ、外輪押え２８をボルト２８ａでロータ１２の外壁体１２ｂに締結することにより固定される。
なお、ステータ２２には、ボルト２４ａにより固定板２４が固定され、ロータ１２は、モータ（後述）の回転軸に嵌合している。
【００３０】
単極レゾルバ３０ａは、ＡＢＳ（Absolute）型のインナーロータ式レゾルバであって、環状の成層鉄心からなるレゾルバロータ１８ａと、環状の成層鉄心（珪素鋼板）からなるレゾルバステータ２０ａとを有して構成されている。レゾルバステータ２０ａは、珪素鋼板を積層してなる環状部材の内周に等間隔で複数のステータポール２０ａｐが形成されたステータコア２０ａｃと、各ステータポール２０ａｐに巻き付けたステータ巻線２０ａｌとを有する。レゾルバロータ１８ａは、クロスローラ軸受１４の軸心に対して偏心させた外周を有し、ステータポール２０ａｐと所定間隔をもって対向して配置されている。そのため、レゾルバロータ１８ａの１回転につきリラクタンス変化の基本波成分が１周期となる単極レゾルバ信号を出力する。
【００３１】
多極レゾルバ３０ｉは、ＩＮＣ（Increment）型のインナーロータ式レゾルバであって、環状の成層鉄心からなるレゾルバロータ１８ｉと、環状の成層鉄心（珪素鋼板）からなるレゾルバステータ２０ｉとを有して構成されている。レゾルバステータ２０ｉは、珪素鋼板を積層してなる環状部材の内周に等間隔で複数のステータポール２０ｉｐが形成されたステータコア２０ｉｃと、各ステータポール２０ｉｐに巻き付けたステータ巻線２０ｉｌとを有する。レゾルバロータ１８ｉは、突極状の複数の歯が円周方向に等間隔に形成されてなり、ステータポール２０ｉｐと所定間隔をもって対向して配置されている。そのため、レゾルバロータ１８ｉの１回転につきリラクタンス変化の基本波成分が多周期となる多極レゾルバ信号を出力する。
【００３２】
レゾルバロータ１８ａ、１８ｉは、ロータ間座４２を介して微小な間隔をもって配置され、ボルト１８ｂによりロータ１２の内壁体１２ａの外周面に取り付けられている。一方、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃは、ステータ間座４４を介して微小な間隔をもって配置され、ボルト２０ｂにより内輪押え２６の内周面に取り付けられ、内輪押え２６と一体にステータ２２の内壁体２２ａの内周面側に固定されている。
【００３３】
ロータ１２（内壁体１２ａを含む。）は、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉに近い熱膨張率となるように、その線膨張係数が１０．０×１０-6[／℃]〜１７．５×１０-6[／℃]の範囲に設定されている。例えば、Ｓ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成されている。なお、鉄材で構成する場合は、錆の発生を抑制するため、低温クロムメッキ等の表面処理を施すのが好ましい。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る制御システムの構成を説明する。
図２は、制御システムの構成を示すブロック図である。
制御システムは、図２に示すように、モータ３１０と、モータ３１０の回転軸の外周面に嵌合するレゾルバ装置１００と、レゾルバ装置１００からのレゾルバ信号に基づいて回転角度位置を検出する中継装置２００と、中継装置２００で検出した回転角度位置に基づいてモータ３１０を制御するモータ制御装置３００とを有して構成されている。
【００３５】
中継装置２００は、発振器５０と、発振器５０から出力される励磁信号を適度な信号レベルに増幅する増幅器５２と、増幅器５２からの励磁信号をレゾルバ３０ａ、３０ｉのいずれかに供給する切換スイッチ５４とを有して構成されている。
切換スイッチ５４は、与えられたスイッチ切換信号に基づいて、増幅器５２と単極レゾルバ３０ａの共通端子ＣＯＭ１とを接続する接続状態、および増幅器５２と多極レゾルバ３０ｉの共通端子ＣＯＭ２とを接続する接続状態のいずれかに切り換える。
【００３６】
中継装置２００は、さらに、電流／電圧変換器５６ａ、５６ｂ、３／２相変換器５８ａ、５８ｂ、アナログスイッチ６０、移相器６２およびＲＤＣ（Resolver Digital Converter）６４を有して構成されている。
単極レゾルバ３０ａからは、互いに位相が１２０°異なる３相の単極レゾルバ信号が出力される。３相の単極レゾルバ信号は、電流／電圧変換器５６ａにより電流／電圧変換され、３／２相変換器５８ａにより２相の単極レゾルバ信号（sin信号、cos信号）に変換される。そして、２相の単極レゾルバ信号は、アナログスイッチ６０に出力される。
【００３７】
一方、多極レゾルバ３０ｉからは、互いに位相が１２０°異なる３相の多極レゾルバ信号が出力される。３相の多極レゾルバ信号は、電流／電圧変換器５６ｂにより電流／電圧変換され、３／２相変換器５８ｂにより２相の多極レゾルバ信号（sin信号、cos信号）に変換される。そして、２相の多極レゾルバ信号は、アナログスイッチ６０に出力される。
アナログスイッチ６０は、与えられたＡＢＳ／ＩＮＣ切換信号に基づいて、単極レゾルバ信号および多極レゾルバ信号のいずれかを通過させてＲＤＣ６４に供給する。
【００３８】
移相器６２は、発振器５０から出力される励磁信号の位相を遅らせ、２相の単極レゾルバ信号または多極レゾルバ信号のうちのキャリア信号の位相と同期させたＲｅｆ信号をＲＤＣ６４に供給する。
ＲＤＣ６４は、移相器６２からのＲｅｆ信号に基づいて、アナログスイッチ６０からの単極レゾルバ信号または多極レゾルバ信号を所定周期でサンプリングし、サンプリングして得られた信号値をデジタル角度信号φとして出力する。
【００３９】
中継装置２００は、さらに、補正データを記憶するメモリ６６と、ＲＤＣ６４からのデジタル角度信号φに基づいて回転角度位置を検出するＣＰＵ６８と、モータ制御装置３００との間で通信を行う制御信号入出力部７０、位置検出信号出力部７２および異常検出信号出力部７４とを有して構成されている。
ＣＰＵ６８は、電源投入後は、スイッチ切換信号を切換スイッチ５４に出力することにより単極レゾルバ３０ａに励磁信号を供給し、ＲＤＣ６４から単極レゾルバ信号のデジタル角度信号φを入力する。このとき、アナログスイッチ６０および切換スイッチ５４の切換タイミングが同期するように、アナログスイッチ６０にＡＢＳ／ＩＮＣ切換信号を出力する。次いで、スイッチ切換信号を切換スイッチ５４に出力することにより多極レゾルバ３０ｉに励磁信号を供給し、ＲＤＣ６４から多極レゾルバ信号のデジタル角度信号φを入力する。そして、この動作を所定周期で繰り返し行う。
【００４０】
単極レゾルバ信号用の補正データは、単極レゾルバ３０ａの機械角全周にわたって単極レゾルバ３０ａから出力される単極レゾルバ信号をＲＤＣ６４のサンプリング周期でサンプリングし、サンプリングして得られた信号値と理想値との差分（誤差）として作成する。
多極レゾルバ信号用の補正データは、多極レゾルバ３０ｉの機械角全周にわたって多極レゾルバ３０ｉから出力される多極レゾルバ信号をＲＤＣ６４のサンプリング周期でサンプリングし、サンプリングして得られた信号値と理想値との差分として作成する。
【００４１】
ＣＰＵ６８は、単極レゾルバ信号のデジタル角度信号値からメモリ６６の単極レゾルバ信号用の補正データを減算し、多極レゾルバ信号のデジタル角度信号値からメモリ６６の多極レゾルバ信号用の補正データを減算することにより回転角度位置をそれぞれ算出し、算出したそれら回転角度位置を成分とする高精度な回転角度位置を示す回転角度位置検出データを生成する。
【００４２】
ＣＰＵ６８は、位置検出信号出力部７２を介して、回転角度位置検出データを示す回転角度位置検出信号をモータ制御装置３００に出力する。また、制御信号入出力部７０を介してモータ制御装置３００との間で制御信号を入出力し、異常検出信号出力部７４を介して異常検出信号をモータ制御装置３００に出力する。
【００４３】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
モータ３１０が回転すると、ロータ１２に回転トルクが付与され、ロータ１２が回転する。そして、レゾルバ３０ａ、３０ｉにより、ロータ１２と一体に回転するレゾルバロータ１８ａ、１８ｉとの間のリラクタンス変化が検出され、レゾルバ信号が出力される。
中継装置２００では、電流／電圧変換器５６ａ、５６ｂ、３／２相変換器５８ａ、５８ｂおよびアナログスイッチ６０を介してレゾルバ信号がＲＤＣ６４に入力される。そして、ＲＤＣ６４により、レゾルバ信号が所定周期でサンプリングされ、サンプリングして得られた信号値がデジタル角度信号として出力される。
【００４４】
中継装置２００では、サンプリングタイミングになると、ＣＰＵ６８により、単極レゾルバ信号および多極レゾルバ信号のデジタル角度信号値が取得され、取得されたデジタル角度信号値およびメモリ６６の補正データに基づいて回転角度位置がそれぞれ算出される。そして、それら回転角度位置を成分とする高精度な回転角度位置を示す回転角度位置検出データが出力される。
【００４５】
モータ制御装置３００では、回転角度位置検出データに基づいてモータ３１０が制御される。
一方、駆動中に軸受まわりの温度が上昇すると、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉおよびこれに隣接する内壁体１２ａが膨張するが、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉの熱膨張率と内壁体１２ａの熱膨張率とが同程度であるので、内壁体１２ａによりレゾルバロータ１８ａ、１８ｉが押圧される度合いが小さい。したがって、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化が小さくなり、上式（１）の交流成分Ａac、Ｂac、Ｃacの変化が小さくなる。
【００４６】
また、レゾルバ装置１００にモーメント荷重が加わると、レゾルバ装置１００がクロスローラ軸受１４を中心として傾くが、レゾルバ３０ａ、３０ｉがクロスローラ軸受１４と径方向同一平面上に配置されているので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化を小さくすることができる。
また、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびクロスローラ軸受１４が径方向同一平面上に配置されているので、レゾルバ装置１００の高さ（軸方向の長さ）を小さくすることができる。
【００４７】
さらに、クロスローラ軸受１４の予圧を高くする等の方法を採用した場合は、ギャップ変化を抑制できる半面、クロスローラ軸受１４の寿命が短くなるという不具合を伴うところ、本実施の形態では、ギャップ変化が小さい位置にレゾルバ３０ａ、３０ｉを配置することによりギャップ変化を低減するので、クロスローラ軸受１４の長寿命化を図ることができる。
【００４８】
このようにして、本実施の形態では、レゾルバ装置１００は、レゾルバ３０ａ、３０ｉと、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉが固定される内壁体１２ａとを備え、内壁体１２ａをＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成した。
これにより、軸受まわりの温度が上昇しても、内壁体１２ａによりレゾルバロータ１８ａ、１８ｉが押圧される度合いが小さいので、従来に比して、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化を小さくすることができ、温度変化による精度の低下を抑制することができる。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、レゾルバ装置１００は、内輪１４ａおよび外輪１４ｂを有するクロスローラ軸受１４と、内輪１４ａに支持されるステータ２２と、外輪１４ｂに支持されるロータ１２と、ロータ１２の回転角度位置を検出するレゾルバ３０ａ、３０ｉとを備え、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびクロスローラ軸受１４を径方向の同一平面上に配置した。
【００５０】
これにより、レゾルバ装置１００にモーメント荷重が加わっても、ギャップ変化が小さい位置にレゾルバ３０ａ、３０ｉが配置されているので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化を小さくすることができ、モーメント荷重による精度の低下を抑制することができる。また、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびクロスローラ軸受１４が径方向同一平面上に配置されているので、レゾルバ装置１００の高さを小さくすることができる。さらに、クロスローラ軸受１４の予圧を高くする等の方法に比して、クロスローラ軸受１４の長寿命化を図ることができる。
【００５１】
さらに、本実施の形態では、クロスローラ軸受１４を採用した。
これにより、モーメント荷重、アキシャル荷重およびラジアル荷重を同時に受けることができるので、アキシャル荷重およびラジアル荷重に対する剛性を維持しつつ、モーメント荷重によるギャップ変化を低減することができる。
上記第１の実施の形態において、内壁体１２ａは、第２被固定部材に対応している。
【００５２】
〔第１の実施の形態の変形例〕
また、上記第１の実施の形態においては、クロスローラ軸受１４を適用したが、これに限定するものではなく、４点接触玉軸受、アンギュラ玉軸受、深溝玉軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受などを適用してもよい。この場合、モーメント荷重、アキシャル荷重およびラジアル荷重を同時に受けることができる転がり軸受を採用することが好ましい。かかる転がり軸受としては、例えば、４点接触玉軸受が該当する。
【００５３】
図３は、第１の実施の形態の変形例として、クロスローラ軸受１４を４点接触玉軸受１５に変更したレゾルバ装置１００の軸方向の断面図である。なお、図３に示す第１の実施の形態の変形例においては、ロータ１２を回転可能に支持する軸受として４点接触玉軸受１５を採用した以外は、図１および図２に示す第１の実施形態と同様であるので、第１の実施形態と同じ符号を付した同様の構成については説明を省略する。
【００５４】
図３に示すように、４点接触玉軸受１５は、内輪１５ａと、外輪１５ｂと、内輪１５ａおよび外輪１５ｂの間で転動可能に設けられた複数の玉１５ｃとを有して構成されている。
内輪１５ａは、ステータ２２の内壁体２２ａに軸方向に押圧された状態で固定されている。具体的には、ステータ２２の内壁体２２ａの上端を内輪１５ａの下面に当接させ、内輪押え２６の押圧部２６ｂを内輪１５ａの上面に接触させ、内輪押え２６をボルト２６ａでステータ２２の内壁体２２ａに締結することにより固定される。
【００５５】
外輪１５ｂは、ロータ１２の外壁体１２ｂに軸方向に押圧された状態で固定されている。具体的には、ロータ１２の外壁体１２ｂの下端を外輪１５ｂの上面に当接させ、外輪押え２８の押圧部２８ｂを外輪１５ｂの下面に接触させ、外輪押え２８をボルト２８ａでロータ１２の外壁体１２ｂに締結することにより固定される。
このように、ロータ１２を回転可能に支持する軸受として４点接触玉軸受１５を採用することにより、耐荷重を保ちつつ、摩擦トルクを低く抑えることが可能となり、回転時の損失を低く抑えることができる。また、クロスローラ軸受に用いられる転動体（ころ）よりも玉軸受に用いられる転動体（玉）のほうが接触が少ないので、軸受の回転時の発熱を抑えることができ、より高速回転が可能な位置検出器が実現できる。
【００５６】
〔第１の実施の形態の変形例〕
また、上記第１の実施の形態においては、レゾルバ装置１００の内側が回転するインナーロータ式で構成したが、これに限らず、レゾルバ装置１００の外側が回転するアウターロータ式で構成することもできる。
【００５７】
図４は、アウターロータ式のレゾルバ装置１００の軸方向の断面図である。
図４に示すように、レゾルバ装置１００は、固定子であるハウジングインナ１１０と、回転子であるロータ１２と、ロータ１２とハウジングインナ１１０の間に介在してロータ１２を回転可能に支持する４点接触玉軸受１５とを有して構成されている。
４点接触玉軸受１５は、内輪１５ａと、外輪１５ｂと、内輪１５ａおよび外輪１５ｂの間で転動可能に設けられた複数の玉１５ｃとを有して構成されている。内輪１５ａは、ハウジングインナ１１０の外周面に嵌合し、内輪押え２６により軸方向に押圧された状態でハウジングインナ１１０に固定されている。外輪１５ｂは、ロータ１２の内周面に嵌合し、外輪押え２８により軸方向に押圧された状態でロータ１２に固定されている。
【００５８】
ロータ１２とハウジングインナ１１０の間には、ロータ１２の回転角度位置を検出するレゾルバ３０が設けられている。
レゾルバ３０は、環状の成層鉄心からなるレゾルバロータ１８と、環状の成層鉄心（珪素鋼板）からなるレゾルバステータ２０とを有して構成されている。レゾルバロータ１８は、４点接触玉軸受１５の軸心に対して偏心させた内周を有し、レゾルバステータ２０と所定間隔をもって対向して配置されている。そして、レゾルバロータ１８は外輪押え２８の内周面に、レゾルバステータ２０は内輪押え２６の外周面にそれぞれ一体に取り付けられている。
【００５９】
このように、レゾルバ装置１００の態様として、アウターロータ式を採用することにより、ハウジングインナ１１０の内周面によって形成される中空穴を固定し、ロータ１２が回転する機構に当該レゾルバ装置１００を組み込む場合に、設計が容易になる効果を奏する。
なお、ロータ１２を回転可能に支持する軸受の種類は、４点接触玉軸受１５に制限されることはなく、目的に応じて適宜選択される。４点接触玉軸受の他の軸受の種類としては、例えば、クロスローラ軸受、アンギュラ玉軸受、深溝玉軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受が挙げられる。これらの中でも、モーメント荷重、アキシャル荷重およびラジアル荷重を同時に受けることができる４点接触玉軸受が特に好ましい。
【００６０】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図５は、本発明に係るレゾルバ装置の第２の実施の形態を示す図である。
本実施の形態に係るレゾルバ装置１００の構成を説明する。
【００６１】
図５は、レゾルバ装置１００の軸方向の断面図である。
レゾルバ装置１００は、図５に示すように、固定子であるステータ２２と、回転子であるロータ１２と、ロータ１２とステータ２２の間に介在してロータ１２を回転可能に支持するクロスローラ軸受１４と、ロータ１２の回転角度位置を検出する単極レゾルバ３０ａおよび多極レゾルバ３０ｉとを有して構成されている。ここで、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびクロスローラ軸受１４は、径方向内側からその順序で径方向の同一平面上に配置されている。
【００６２】
ステータ２２には、軸方向上方（図５の上方向）に突出した円環状の内壁体２２ａが形成され、内壁体２２ａよりも径方向外側には、軸方向上方に突出した円環状の外壁体２２ｂが形成されている。一方、ロータ１２には、軸方向下方（図５の下方向）に突出した円環状の内壁体１２ａが形成され、内壁体１２ａよりも径方向外側には、軸方向下方に突出した円環状の外壁体１２ｂが形成されている。そして、ステータ２２およびロータ１２は、ロータ１２の内壁体１２ａがステータ２２の内壁体２２ａと外壁体２２ｂの間に、ステータ２２の外壁体２２ｂがロータ１２の内壁体１２ａと外壁体１２ｂの間に位置するように互いに跨って配置されている。
【００６３】
クロスローラ軸受１４は、内輪１４ａと、外輪１４ｂと、内輪１４ａおよび外輪１４ｂの間で転動可能に設けられた複数のクロスローラ（ころ）１４ｃとを有して構成されている。クロスローラ１４ｃは、直径が長さよりわずかに大きな略円筒状で、軌道上偶数番目の回転軸と、軌道上奇数番目の回転軸が互いに９０°傾斜している。
内輪１４ａは、ロータ１２の内壁体１２ａに軸方向に押圧された状態で固定されている。具体的には、ロータ１２の内壁体１２ａの外周面に形成された段部１２ｃを内輪１４ａの上面に当接させ、内輪押え２６を内輪１４ａの下面に接触させ、内輪押え２６をボルト２６ａでロータ１２の内壁体１２ａに締結することにより固定される。
【００６４】
外輪１４ｂは、ステータ２２の外壁体２２ｂに軸方向に押圧された状態で固定されている。具体的には、ステータ２２の外壁体２２ｂの内周面に形成された段部２２ｃを外輪１４ｂの下面に当接させ、外輪押え２８を外輪１４ｂの上面に接触させ、外輪押え２８をボルト２８ａでステータ２２の外壁体２２ｂに締結することにより固定される。
なお、ステータ２２には、ボルト２４ａにより固定板２４が固定され、ロータ１２は、モータ３１０の回転軸に嵌合している。
【００６５】
単極レゾルバ３０ａは、ＡＢＳ型のアウターロータ式レゾルバであって、環状の成層鉄心からなるレゾルバロータ１８ａと、環状の成層鉄心（珪素鋼板）からなるレゾルバステータ２０ａとを有して構成されている。レゾルバステータ２０ａは、珪素鋼板を積層してなる環状部材の外周に等間隔で複数のステータポール２０ａｐが形成されたステータコア２０ａｃと、各ステータポール２０ａｐに巻き付けたステータ巻線２０ａｌとを有する。レゾルバロータ１８ａは、クロスローラ軸受１４の軸心に対して偏心させた内周を有し、ステータポール２０ａｐと所定間隔をもって対向して配置されている。そのため、レゾルバロータ１８ａの１回転につきリラクタンス変化の基本波成分が１周期となる単極レゾルバ信号を出力する。
【００６６】
多極レゾルバ３０ｉは、ＩＮＣ型のアウターロータ式レゾルバであって、環状の成層鉄心からなるレゾルバロータ１８ｉと、環状の成層鉄心（珪素鋼板）からなるレゾルバステータ２０ｉとを有して構成されている。レゾルバステータ２０ｉは、珪素鋼板を積層してなる環状部材の外周に等間隔で複数のステータポール２０ｉｐが形成されたステータコア２０ｉｃと、各ステータポール２０ｉｐに巻き付けたステータ巻線２０ｉｌとを有する。レゾルバロータ１８ｉは、突極状の複数の歯が円周方向に等間隔に形成されてなり、ステータポール２０ｉｐと所定間隔をもって対向して配置されている。そのため、レゾルバロータ１８ｉの１回転につきリラクタンス変化の基本波成分が多周期となる多極レゾルバ信号を出力する。
【００６７】
レゾルバロータ１８ａ、１８ｉは、ロータ間座４２を介して微小な間隔をもって配置され、ボルト１８ｂによりロータ１２の内壁体１２ａの内周面に取り付けられている。一方、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃは、ステータ間座４４を介して微小な間隔をもって配置され、ボルト２０ｂによりステータ２２の内壁体２２ａの外周面に取り付けられている。
【００６８】
ロータ１２（内壁体１２ａを含む。）は、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉに近い熱膨張率となるように、その線膨張係数が１０．０×１０-6[／℃]〜１７．５×１０-6[／℃]の範囲に設定されている。例えば、Ｓ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成されている。なお、鉄材で構成する場合は、錆の発生を抑制するため、低温クロムメッキ等の表面処理を施すのが好ましい。
制御システムは、上記第１の実施の形態と同様である。
【００６９】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
モータ３１０が回転すると、ロータ１２に回転トルクが付与され、ロータ１２が回転する。そして、レゾルバ３０ａ、３０ｉにより、ロータ１２と一体に回転するレゾルバロータ１８ａ、１８ｉとの間のリラクタンス変化が検出され、レゾルバ信号が出力される。
【００７０】
中継装置２００では、電流／電圧変換器５６ａ、５６ｂ、３／２相変換器５８ａ、５８ｂおよびアナログスイッチ６０を介してレゾルバ信号がＲＤＣ６４に入力される。そして、ＲＤＣ６４により、レゾルバ信号が所定周期でサンプリングされ、サンプリングして得られた信号値がデジタル角度信号として出力される。
中継装置２００では、サンプリングタイミングになると、ＣＰＵ６８により、単極レゾルバ信号および多極レゾルバ信号のデジタル角度信号値が取得され、取得されたデジタル角度信号値およびメモリ６６の補正データに基づいて回転角度位置がそれぞれ算出される。そして、それら回転角度位置を成分とする高精度な回転角度位置を示す回転角度位置検出データが出力される。
【００７１】
モータ制御装置３００では、回転角度位置検出データに基づいてモータ３１０が制御される。
一方、駆動中に軸受まわりの温度が上昇すると、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉおよびこれに隣接する内壁体１２ａが膨張するが、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉの熱膨張率と内壁体１２ａの熱膨張率とが同程度であるので、内壁体１２ａによりレゾルバロータ１８ａ、１８ｉが押圧される度合いが小さい。したがって、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化が小さくなり、上式（１）の交流成分Ａac、Ｂac、Ｃacの変化が小さくなる。
【００７２】
また、レゾルバ装置１００にモーメント荷重が加わると、レゾルバ装置１００がクロスローラ軸受１４を中心として傾くが、レゾルバ３０ａ、３０ｉがクロスローラ軸受１４と径方向同一平面上に配置されているので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化を小さくすることができる。
また、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびクロスローラ軸受１４が径方向同一平面上に配置されているので、レゾルバ装置１００の高さ（軸方向の長さ）を小さくすることができる。
【００７３】
さらに、クロスローラ軸受１４の予圧を高くする等の方法を採用した場合は、ギャップ変化を抑制できる半面、クロスローラ軸受１４の寿命が短くなるという不具合を伴うところ、本実施の形態では、ギャップ変化が小さい位置にレゾルバ３０ａ、３０ｉを配置することによりギャップ変化を低減するので、クロスローラ軸受１４の長寿命化を図ることができる。
【００７４】
このようにして、本実施の形態では、レゾルバ装置１００は、レゾルバ３０ａ、３０ｉと、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉが固定される内壁体１２ａとを備え、内壁体１２ａをＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成した。
これにより、軸受まわりの温度が上昇しても、内壁体１２ａによりレゾルバロータ１８ａ、１８ｉが押圧される度合いが小さいので、従来に比して、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化を小さくすることができ、温度変化による精度の低下を抑制することができる。
【００７５】
さらに、本実施の形態では、レゾルバ装置１００は、内輪１４ａおよび外輪１４ｂを有するクロスローラ軸受１４と、内輪１４ａに支持されるステータ２２と、外輪１４ｂに支持されるロータ１２と、ロータ１２の回転角度位置を検出するレゾルバ３０ａ、３０ｉとを備え、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびクロスローラ軸受１４を径方向の同一平面上に配置した。
【００７６】
これにより、レゾルバ装置１００にモーメント荷重が加わっても、ギャップ変化が小さい位置にレゾルバ３０ａ、３０ｉが配置されているので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化を小さくすることができ、モーメント荷重による精度の低下を抑制することができる。また、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびクロスローラ軸受１４が径方向同一平面上に配置されているので、レゾルバ装置１００の高さを小さくすることができる。さらに、クロスローラ軸受１４の予圧を高くする等の方法に比して、クロスローラ軸受１４の長寿命化を図ることができる。
【００７７】
さらに、本実施の形態では、クロスローラ軸受１４を採用した。
これにより、モーメント荷重、アキシャル荷重およびラジアル荷重を同時に受けることができるので、アキシャル荷重およびラジアル荷重に対する剛性を維持しつつ、モーメント荷重によるギャップ変化を低減することができる。
上記第２の実施の形態において、内壁体１２ａは、第２被固定部材に対応している。
【００７８】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図６は、本発明に係るレゾルバ装置の第３の実施の形態を示す図である。
本実施の形態に係るレゾルバ装置１００の構成を説明する。
【００７９】
図６は、レゾルバ装置１００の軸方向の断面図である。
レゾルバ装置１００は、図６に示すように、固定子であるアウター４２０ａ、４２０ｂと、回転子であるロータ１２と、ロータ１２とアウター４２０ａの間に介在してロータ１２を回転可能に支持するアンギュラ玉軸受８４、８５と、ロータ１２の回転角度位置を検出する単極レゾルバ３０ａおよび多極レゾルバ３０ｉとを有して構成されている。ここで、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびアンギュラ玉軸受８４、８５は、径方向内側からその順序で径方向の同一平面上に配置されている。
【００８０】
アウター４２０ｂは、間隙をもって軸収容部１２ｄを軸心に貫入する筐体４２０ｂｂと、筐体４２０ｂｂの内周面に沿って軸方向上方（図６の上方向）に立ち上がる内壁体４２０ｂｗとを有して構成されている。アウター４２０ａは、筒状体からなり、筐体４２０ｂｂの上に載置されている。また、アウター４２０ａの外周面下部には径方向内側に窪む凹部が、筐体４２０ｂｂの外周面上部には凸部がそれぞれ形成され、それら凹凸部によりアウター４２０ａ、４２０ｂがインロー嵌合されている。
【００８１】
アンギュラ玉軸受８４は、内輪８４ａと、外輪８４ｂと、内輪８４ａおよび外輪８４ｂの間で転動可能に設けられた複数のボール８４ｃとを有して構成されている。アンギュラ玉軸受８５は、内輪８５ａと、外輪８５ｂと、内輪８５ａおよび外輪８５ｂの間で転動可能に設けられた複数のボール８５ｃとを有して構成されている。そして、アンギュラ玉軸受８４、８５は、内輪間座８６を介して、正面組合せとして軸方向に対向配置されている。
【００８２】
内輪８４ａ、８５ａは、ロータ１２の外周面に軸方向に押圧された状態で固定されている。具体的には、ロータ１２の外周面に形成された段部１２ｃを内輪８４ａの上面に当接させ、内輪押え２６を内輪８５ａの下面に接触させ、内輪押え２６をボルト（不図示）でロータ１２に締結することにより固定される。
外輪８４ｂ、８５ｂは、アウター４２０ａの内周面に軸方向に押圧された状態で固定されている。具体的には、アウター４２０ａの内周面に形成された段部４２０ｃを外輪８５ｂの下面に当接させ、外輪８４ｂの上面に外輪間座８７およびウェブワッシャー８８をその順序で載置し、ウェブワッシャー８８の上から外輪押え２８をボルト（不図示）でアウター４２０ａに締結することにより固定される。
【００８３】
なお、ロータ１２は、軸収容部１２ｄと一体に固定され、軸収容部１２ｄは、モータ３１０の回転軸の外周面に嵌合している。
単極レゾルバ３０ａは、ＡＢＳ型のアウターロータ式レゾルバであって、環状の成層鉄心からなるレゾルバロータ１８ａと、環状の成層鉄心（珪素鋼板）からなるレゾルバステータ２０ａとを有して構成されている。レゾルバステータ２０ａは、珪素鋼板を積層してなる環状部材の外周に等間隔で複数のステータポール２０ａｐが形成されたステータコア２０ａｃと、各ステータポール２０ａｐに巻き付けたステータ巻線２０ａｌとを有する。レゾルバロータ１８ａは、アンギュラ玉軸受８４、８５の軸心に対して偏心させた内周を有し、ステータポール２０ａｐと所定間隔をもって対向して配置されている。そのため、レゾルバロータ１８ａの１回転につきリラクタンス変化の基本波成分が１周期となる単極レゾルバ信号を出力する。
【００８４】
多極レゾルバ３０ｉは、ＩＮＣ型のアウターロータ式レゾルバであって、環状の成層鉄心からなるレゾルバロータ１８ｉと、環状の成層鉄心（珪素鋼板）からなるレゾルバステータ２０ｉとを有して構成されている。レゾルバステータ２０ｉは、珪素鋼板を積層してなる環状部材の外周に等間隔で複数のステータポール２０ｉｐが形成されたステータコア２０ｉｃと、各ステータポール２０ｉｐに巻き付けたステータ巻線２０ｉｌとを有する。レゾルバロータ１８ｉは、突極状の複数の歯が円周方向に等間隔に形成されてなり、ステータポール２０ｉｐと所定間隔をもって対向して配置されている。そのため、レゾルバロータ１８ｉの１回転につきリラクタンス変化の基本波成分が多周期となる多極レゾルバ信号を出力する。
【００８５】
レゾルバロータ１８ａ、１８ｉは、ロータ間座４２を介して微小な間隔をもって配置され、ボルト１８ｂによりロータ１２の内周面に取り付けられている。一方、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃは、ステータ間座４４を介して微小な間隔をもって配置され、ボルト２０ｂにより内壁体４２０ｂｗの外周面に取り付けられている。
内壁体４２０ｂｗには、レゾルバステータ２０ａの上方から筐体４２０ｂｂの内部へと貫通する貫通穴８９が形成されている。また、筐体４２０ｂｂの内部には、上記第１の実施の形態における中継装置２００と同等の機能を有する回路基板９０が設けられている。そして、レゾルバステータ２０ａ、２０ｉの配線は、貫通穴８９を通じて回路基板９０に接続されている。この配線は、レゾルバステータ２０ａの上方でケーブル押え９１により押え付けられている。
【００８６】
筐体４２０ｂｂの下面は開口しており、その開口面には、アウターカバー９２が取り付けられている。これにより、アウターカバー９２を取り外せば回路基板９０が露出するので、メンテナンスが容易となる。なお、回路基板９０には、通信ケーブルを介して、上記第１の実施の形態におけるモータ制御装置３００が接続されている。
一方、ロータ１２は、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉに近い熱膨張率となるように、その線膨張係数が１０．０×１０-6[／℃]〜１７．５×１０-6[／℃]の範囲に設定されている。例えば、Ｓ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成されている。なお、鉄材で構成する場合は、錆の発生を抑制するため、低温クロムメッキ等の表面処理を施すのが好ましい。
【００８７】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
モータ３１０が回転すると、軸収容部１２ｄに回転トルクが付与され、軸収容部１２ｄと一体にロータ１２が回転する。そして、レゾルバ３０ａ、３０ｉにより、ロータ１２と一体に回転するレゾルバロータ１８ａ、１８ｉとの間のリラクタンス変化が検出され、レゾルバ信号が出力される。
【００８８】
回路基板９０では、レゾルバ信号が入力され、入力されたレゾルバ信号が所定周期でサンプリングされ、サンプリングして得られた信号値がデジタル角度信号として出力される。
回路基板９０では、サンプリングタイミングになると、単極レゾルバ信号および多極レゾルバ信号のデジタル角度信号値が取得され、取得されたデジタル角度信号値および補正データに基づいて回転角度位置がそれぞれ算出される。そして、それら回転角度位置を成分とする高精度な回転角度位置を示す回転角度位置検出データが出力される。
【００８９】
モータ制御装置３００では、回転角度位置検出データに基づいてモータ３１０が制御される。
一方、駆動中に軸受まわりの温度が上昇すると、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉおよびこれに隣接するロータ１２が膨張するが、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉの熱膨張率とロータ１２の熱膨張率とが同程度であるので、ロータ１２によりレゾルバロータ１８ａ、１８ｉが押圧される度合いが小さい。したがって、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化が小さくなり、上式（１）の交流成分Ａac、Ｂac、Ｃacの変化が小さくなる。
【００９０】
また、レゾルバ装置１００にモーメント荷重が加わると、レゾルバ装置１００がアンギュラ玉軸受８４、８５を中心として傾くが、レゾルバ３０ａ、３０ｉがアンギュラ玉軸受８４、８５と径方向同一平面上に配置されているので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化を小さくすることができる。
また、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびアンギュラ玉軸受８４、８５が径方向同一平面上に配置されているので、レゾルバ装置１００の高さ（軸方向の長さ）を小さくすることができる。
【００９１】
さらに、アンギュラ玉軸受８４、８５の予圧を高くする等の方法を採用した場合は、ギャップ変化を抑制できる半面、アンギュラ玉軸受８４、８５の寿命が短くなるという不具合を伴うところ、本実施の形態では、ギャップ変化が小さい位置にレゾルバ３０ａ、３０ｉを配置することによりギャップ変化を低減するので、アンギュラ玉軸受８４、８５の長寿命化を図ることができる。
【００９２】
このようにして、本実施の形態では、レゾルバ装置１００は、レゾルバ３０ａ、３０ｉと、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉが固定されるロータ１２とを備え、ロータ１２をＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成した。
これにより、軸受まわりの温度が上昇しても、ロータ１２によりレゾルバロータ１８ａ、１８ｉが押圧される度合いが小さいので、従来に比して、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化を小さくすることができ、温度変化による精度の低下を抑制することができる。
【００９３】
さらに、本実施の形態では、レゾルバ装置１００は、上記第１の実施の形態における中継装置２００と同等の機能を有する回路基板９０を内蔵した。
これにより、アナログ信号であるレゾルバ信号を伝送する線路長を短くすることができるので、ノイズ等の影響による精度の低下を抑制することができる。
さらに、本実施の形態では、レゾルバ装置１００は、内輪１４ａおよび外輪１４ｂを有するアンギュラ玉軸受８４、８５と、内輪１４ａに支持されるステータ２２と、外輪１４ｂに支持されるロータ１２と、ロータ１２の回転角度位置を検出するレゾルバ３０ａ、３０ｉとを備え、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびアンギュラ玉軸受８４、８５を径方向の同一平面上に配置した。
【００９４】
これにより、レゾルバ装置１００にモーメント荷重が加わっても、ギャップ変化が小さい位置にレゾルバ３０ａ、３０ｉが配置されているので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化を小さくすることができ、モーメント荷重による精度の低下を抑制することができる。また、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびアンギュラ玉軸受８４、８５が径方向同一平面上に配置されているので、レゾルバ装置１００の高さを小さくすることができる。さらに、アンギュラ玉軸受８４、８５の予圧を高くする等の方法に比して、アンギュラ玉軸受８４、８５の長寿命化を図ることができる。
上記第３の実施の形態において、ロータ１２は、第２被固定部材に対応している。
【００９５】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。
本実施の形態は、上記第１の実施の形態において内輪押え２６の材質を変更した点が異なる。
【００９６】
内輪押え２６は、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃに近い熱膨張率となるように、その線膨張係数が１０．０×１０-6[／℃]〜１７．５×１０-6[／℃]の範囲に設定されている。例えば、Ｓ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成されている。なお、鉄材で構成する場合は、錆の発生を抑制するため、低温クロムメッキ等の表面処理を施すのが好ましい。
【００９７】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
駆動中に軸受まわりの温度が上昇すると、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃおよびこれに隣接する内輪押え２６が膨張するが、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃの熱膨張率と内輪押え２６の熱膨張率とが同程度であるので、内輪押え２６によりステータコア２０ａｃ、２０ｉｃが押圧される度合いが小さい。したがって、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化が小さくなり、上式（１）の直流成分Ａdc、Ｂdc、Ｃdcのばらつきが小さくなる。
【００９８】
このようにして、本実施の形態では、レゾルバ装置１００は、レゾルバ３０ａ、３０ｉと、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉが固定される内壁体１２ａと、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃが固定される内輪押え２６とを備え、内壁体１２ａおよび内輪押え２６をＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成した。
これにより、軸受まわりの温度が上昇しても、内壁体１２ａによりレゾルバロータ１８ａ、１８ｉが押圧される度合いが小さく、内輪押え２６によりステータコア２０ａｃ、２０ｉｃが押圧される度合いも小さいので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化をさらに小さくすることができ、温度変化による精度の低下をさらに抑制することができる。
上記第４の実施の形態において、内輪押え２６は、被固定部材に対応している。
【００９９】
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施の形態を説明する。
本実施の形態は、上記第２の実施の形態においてステータ２２の材質を変更した点が異なる。
【０１００】
ステータ２２（内壁体２２ａを含む。）は、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃに近い熱膨張率となるように、その線膨張係数が１０．０×１０-6[／℃]〜１７．５×１０-6[／℃]の範囲に設定されている。例えば、Ｓ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成され
ている。なお、鉄材で構成する場合は、錆の発生を抑制するため、低温クロムメッキ等の表面処理を施すのが好ましい。
【０１０１】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
駆動中に軸受まわりの温度が上昇すると、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃおよびこれに隣接する内壁体２２ａが膨張するが、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃの熱膨張率と内壁体２２ａの熱膨張率とが同程度であるので、内壁体２２ａによりステータコア２０ａｃ、２０ｉｃが押圧される度合いが小さい。したがって、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化が小さくなり、上式（１）の直流成分Ａdc、Ｂdc、Ｃdcのばらつきが小さくなる。
【０１０２】
このようにして、本実施の形態では、レゾルバ装置１００は、レゾルバ３０ａ、３０ｉと、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉが固定される内壁体１２ａと、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃが固定される内壁体２２ａとを備え、内壁体１２ａおよび内壁体２２ａをＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成した。
これにより、軸受まわりの温度が上昇しても、内壁体１２ａによりレゾルバロータ１８ａ、１８ｉが押圧される度合いが小さく、内壁体２２ａによりステータコア２０ａｃ、２０ｉｃが押圧される度合いも小さいので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化をさらに小さくすることができ、温度変化による精度の低下をさらに抑制することができる。
上記第５の実施の形態において、内壁体２２ａは、被固定部材に対応している。
【０１０３】
〔第６の実施の形態〕
次に、本発明の第６の実施の形態を説明する。
本実施の形態は、上記第３の実施の形態においてアウター４２０ｂの材質を変更した点が異なる。
【０１０４】
アウター４２０ｂ（内壁体４２０ｂｗを含む。）は、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃに近い熱膨張率となるように、その線膨張係数が１０．０×１０-6[／℃]〜１７．５×１０-6[／℃]の範囲に設定されている。例えば、Ｓ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成されている。なお、鉄材で構成する場合は、錆の発生を抑制するため、低温クロムメッキ等の表面処理を施すのが好ましい。
【０１０５】
次に、本実施の形態の動作を説明する。
駆動中に軸受まわりの温度が上昇すると、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃおよびこれに隣接する内壁体４２０ｂｗが膨張するが、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃの熱膨張率と内壁体４２０ｂｗの熱膨張率とが同程度であるので、内壁体４２０ｂｗによりステータコア２０ａｃ、２０ｉｃが押圧される度合いが小さい。したがって、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化が小さくなり、上式（１）の直流成分Ａdc、Ｂdc、Ｃdcのばらつきが小さくなる。
【０１０６】
このようにして、本実施の形態では、レゾルバ装置１００は、レゾルバ３０ａ、３０ｉと、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉが固定されるロータ１２と、ステータコア２０ａｃ、２０ｉｃが固定される内壁体４２０ｂｗとを備え、ロータ１２および内壁体４２０ｂｗをＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成した。
これにより、軸受まわりの温度が上昇しても、ロータ１２によりレゾルバロータ１８ａ、１８ｉが押圧される度合いが小さく、内壁体４２０ｂｗによりステータコア２０ａｃ、２０ｉｃが押圧される度合いも小さいので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化をさらに小さくすることができ、温度変化による精度の低下をさらに抑制することができる。
上記第６の実施の形態において、内壁体４２０ｂｗは、被固定部材に対応している。
【０１０７】
〔他の実施の形態〕
なお、上記第４の実施の形態においては、内壁体１２ａおよび内輪押え２６をＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成したが、これに限らず、内輪押え２６のみをＳ４５Ｃ等の鉄材、ステンレス鋼または珪素鋼で構成することもできる。珪素鋼で構成する場合は、熱膨張率が同一であるので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化をさらに小さくすることができ、温度変化による精度の低下をさらに抑制することができる。
【０１０８】
この場合において、内輪押え２６は、被固定部材に対応している。
また、上記第５の実施の形態においては、内壁体１２ａおよび内壁体２２ａをＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成したが、これに限らず、内壁体２２ａのみをＳ４５Ｃ等の鉄材、ステンレス鋼または珪素鋼で構成することもできる。珪素鋼で構成する場合は、熱膨張率が同一であるので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化をさらに小さくすることができ、温度変化による精度の低下をさらに抑制することができる。
【０１０９】
この場合において、内壁体２２ａは、被固定部材に対応している。
また、上記第６の実施の形態においては、ロータ１２および内壁体４２０ｂｗをＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成したが、これに限らず、内壁体４２０ｂｗのみをＳ４５Ｃ等の鉄材、ステンレス鋼または珪素鋼で構成することもできる。珪素鋼で構成する場合は、熱膨張率が同一であるので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化をさらに小さくすることができ、温度変化による精度の低下をさらに抑制することができる。
【０１１０】
この場合において、内壁体４２０ｂｗは、被固定部材に対応している。
また、上記第１の実施の形態においては、内壁体１２ａをＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成したが、これに限らず、内壁体１２ａを珪素鋼で構成することもできる。これにより、熱膨張率が同一であるので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化をさらに小さくすることができ、温度変化による精度の低下をさらに抑制することができる。
【０１１１】
また、上記第２の実施の形態においては、内壁体１２ａをＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成したが、これに限らず、内壁体１２ａを珪素鋼で構成することもできる。これにより、熱膨張率が同一であるので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化をさらに小さくすることができ、温度変化による精度の低下をさらに抑制することができる。
また、上記第３の実施の形態においては、ロータ１２をＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成したが、これに限らず、ロータ１２を珪素鋼で構成することもできる。これにより、熱膨張率が同一であるので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化をさらに小さくすることができ、温度変化による精度の低下をさらに抑制することができる。
【０１１２】
また、上記第４の実施の形態においては、内壁体１２ａおよび内輪押え２６をＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成したが、これに限らず、内壁体１２ａおよび内輪押え２６の一方または両方を珪素鋼で構成することもできる。これにより、熱膨張率が同一であるので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化をさらに小さくすることができ、温度変化による精度の低下をさらに抑制することができる。
【０１１３】
また、上記第５の実施の形態においては、内壁体１２ａおよび内壁体２２ａをＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成したが、これに限らず、内壁体１２ａおよび内壁体２２ａの一方または両方を珪素鋼で構成することもできる。これにより、熱膨張率が同一であるので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化をさらに小さくすることができ、温度変化による精度の低下をさらに抑制することができる。
【０１１４】
また、上記第６の実施の形態においては、ロータ１２および内壁体４２０ｂｗをＳ４５Ｃ等の鉄材またはステンレス鋼で構成したが、これに限らず、ロータ１２および内壁体４２０ｂｗの一方または両方を珪素鋼で構成することもできる。これにより、熱膨張率が同一であるので、レゾルバ３０ａ、３０ｉのギャップ変化をさらに小さくすることができ、温度変化による精度の低下をさらに抑制することができる。
【０１１５】
また、上記第１ないし第６の実施の形態においては、単極レゾルバ３０ａおよび多極レゾルバ３０ｉを設けて構成したが、これに限らず、単極レゾルバ３０ａのみから構成することもできるし、多極レゾルバ３０ｉのみから構成することもできるし、単極レゾルバ信号および多極レゾルバ信号を出力するＡＢＳ／ＩＮＣ一体型のレゾルバから構成することもできる。
【０１１６】
また、上記第１および第４の実施の形態においては、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉをロータ１２の内壁体１２ａの外周面に、レゾルバステータ２０ａ、２０ｉを内輪押え２６の内周面に取り付けて構成したが、これに限らず、レゾルバステータ２０ａ、２０ｉをロータ１２の内壁体１２ａの外周面に、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉを内輪押え２６の内周面に取り付けて構成することもできる。上記第２、第３、第５および第６の実施の形態についても、同様に、レゾルバロータ１８ａ、１８ｉとレゾルバステータ２０ａ、２０ｉの位置を逆にすることができる。
【０１１７】
また、上記第１、第２、第４および第５の実施の形態においては、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびクロスローラ軸受１４を径方向内側からその順序で径方向の同一平面上に配置したが、これに限らず、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびクロスローラ軸受１４の配置順序は任意とすることができる。上記第３および第６の実施の形態についても、同様に、レゾルバ３０ａ、３０ｉおよびアンギュラ玉軸受８４、８５の配置順序は任意とすることができる。
【０１１８】
また、上記第１、第２、第４および第５の実施の形態においては、クロスローラ軸受１４を適用したが、これに限定するものではなく、４点接触玉軸受、アンギュラ玉軸受、深溝玉軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受等を適用してもよい。この場合、モーメント荷重、アキシャル荷重およびラジアル荷重を同時に受けることができる転がり軸受を採用することが好ましい。かかる転がり軸受としては、例えば、４点接触玉軸受が該当する。
【０１１９】
また、上記第３および第６の実施の形態においては、アンギュラ玉軸受８４、８５を適用したが、これに限定するものではなく、４点接触玉軸受、クロスローラ軸受、深溝玉軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受等を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】レゾルバ装置１００の軸方向の断面図である。
【図２】制御システムの構成を示すブロック図である。
【図３】レゾルバ装置１００の軸方向の断面図である。
【図４】レゾルバ装置１００の軸方向の断面図である。
【図５】レゾルバ装置１００の軸方向の断面図である。
【図６】レゾルバ装置１００の軸方向の断面図である。
【図７】従来の回転駆動装置４００の軸方向の断面図である。
【図８】レゾルバ３０の位置検出誤差を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１２１】
１００                      レゾルバ装置
１２                        ロータ
１２ｄ                      軸収容部
１４                        クロスローラ軸受
１４ａ、８４ａ、８５ａ      内輪
１４ｂ、８４ｂ、８５ｂ      外輪
１４ｃ                      クロスローラ
８４ｃ                      ボール
３０ａ、３０ｉ、３０        レゾルバ
１８ａ、１８ｉ、１８        レゾルバロータ
２０ａ、２０ｉ、２０        レゾルバステータ
２０ａｃ、２０ｉｃ、２０ｃ  ステータコア
２０ａｐ、２０ｉｐ、２０ｐ  ステータポール
２０ａｌ、２０ｉｌ、２０ｌ  ステータ巻線
２２                        ステータ
１２ａ、２２ａ              内壁体
１２ｂ、２２ｂ              外壁体
２６                        内輪押え
２８                        外輪押え
８４、８５                  アンギュラ玉軸受
８９                        貫通穴
９０                        回路基板
９２                        アウターカバー
４２、４４、８６、８７      間座
４２０ａ、４２０ｂ          アウター
４２０ｂｂ                  筐体
４２０ｂｗ                  内壁体
１２ｃ、２２ｃ、４２０ｃ    段部
２００                      中継装置
５０                        発振器
５２                        増幅器
５４                        切換スイッチ
５６ａ、５６ｂ              電流／電圧変換器
５８ａ、５８ｂ              ３／２相変換器
６０                        アナログスイッチ
６２                        移相器
６４                        ＲＤＣ
６６                        メモリ
６８                        ＣＰＵ
７０                        制御信号入出力部
７２                        位置検出信号出力部
７４                        異常検出信号出力部
３００                      モータ制御装置
３１０                      モータ
４００                      回転駆動装置
４２０                      ハウジングインナ
【図１】
0005245750.tif 000002
【図２】
0005245750.tif 000003
【図３】
0005245750.tif 000004
【図４】
0005245750.tif 000005
【図５】
0005245750.tif 000006
【図６】
0005245750.tif 000007
【図７】
0005245750.tif 000008
【図８】
0005245750.tif 000009